Universidade Federal Fluminense CEG – Instituto de Química Departamento de Química OrgânicaRelatório: Síntese do Cloreto de terc-butila Nome: Gustavo Bezerra da Silva Matrícula: 105.28.024-2 Disciplina: Química Orgânica Experimental II Prof ª: Fernanda Santos Turma: J2 Data: 16/11/06 Este mecanismo predomina em substrato que são capazes de formar um carbocátion estável. no estado de transição. A etapa lenta envolve a formação de um carbocátion e a reação é influenciada por fatores eletrônicos. por exemplo. participam da etapa lenta da reação. devido à solvatação do carbocátion intermediário. .I – Introdução Reações de Substituição Nucleofílica Alifática A substituição nucleofílica em carbono saturado é uma das classes de reações orgânicas mais estudadas. inversão de configuração. com a formação de alcenos. do nucleófilo e do grupo de saída. uma reação de substituição nucleofílica pode ocorrer através de dois mecanismos principais: SN1 (substituição nucleofílica unimolecular) e SN2 (substituição nucleofílica bimolecular). É favorecido também em solventes polares. A reação consiste no ataque de um nucleófilo em um sítio deficiente de elétrons. Observa-se também. Como. no mecanismo SN2. No mecanismo SN1. A natureza do substrato. isto é. a velocidade da reação independe da concentração do nucleófilo. os fatores estéricos são importantes. alílico ou terciário. favorecido em substituições nucleofílicas que ocorrem em carbono metílico. paralelamente às reações de substituição nucleofílica. o nucleófilo e o grupo de saída estão ligados ao átomo de carbono sp 3. portanto. podem ocorrer também reações de eliminação. compostos cujo grupo de saída está ligado a carbono benzílico. É importante frisar que. primário ou secundário. são fatores importantes que influenciam o mecanismo destas reações. tanto o nucleófilo como o substrato. De acordo com essas vaiáveis. Este mecanismo é. O mecanismo SN2 segue uma cinética de 2ª ordem. além das condições de reação. RI: HI. Assim. . PCl5. COCl2. ainda que a basicidade diminua. Ar3PBr2. POCl3. Ar3PCl2. Os reagentes comumente empregados na halogenação de álcoois são listados abaixo: RCl: HCl. • É importante ressaltar a influência do volume do íon na nucleofilicidade destes haletos. a ordem de reatividade dos haletos é a seguinte: iodeto > brometo > cloreto > flureto. PBr3. PCl3. para dar haletos de alquila. RBr: HBr. ZnCl2. PI3 Na presença de HX. a primeira etapa da reação envolve a protonação do álcool. SOCl2.SN2 X E2 SN1 X E1 Halogênios como nucleófilo Os íons haletos são capazes de reagir com álcoois. O poder nucleofílico aumenta com o volume do íon. II – Metodologia Utiliza-se para a síntese do cloreto de terc-butila ácido clorídrico. A equação química que descreve a reação de substituição nucleofílica do tipo SN1 do cloreto de terc-butila é a seguinte: A seguir o mecanismo reacional da síntese do cloreto de terc-butila: Mecanismo da síntese do cloreto de terc-butila: 1ª Etapa: Formação de um bom grupo de saída 2ª Etapa: Formação do carbocátion 3ª Etapa: Formação do cloreto de terc-butila III – Objetivos Sintetizar o cloreto de terc-butila a partir do álcool terc-butílico. 2-metil-2-propanol (álcool terc-butílico). . 47 84.A – Funil de separação: fase aquosa (inferior) e fase orgânica (superior) .847 Solúvel em água.38686 -114.IV – Resultados e Discussão Primeiramente pesquisou-se na literatura informações sobre os reagentes e os produtos a serem utilizados e esses resultados são apresentados na tabela abaixo. etanol 74.00 1. deixou-se o funil descansar até que houvesse a separação de duas fases. Após a agitação. Tabela – Constantes físicas dos reagentes e produtos Índice de Mol PF (°C) PE (°C) Densidade Solubilidade Refração Solúvel em água.22 270 772 -26.99 92.78581 e éter 36.6 82.512 0.05 >1600 51.01 110. Desprezou-se a fase aquosa que é composta de ácido e água. Agitou-se a solução sem esquecer de regular a pressão interna. etanol.1mL de álcool terc-butílico e aos poucos adicionou-se 47mL de ácido clorídrico 35%.17 2.57 1. Figura IV.5 -85. metanol e éter Insolúvel em etanol e solúvel em água Pouco solúvel em água e etanol Pouco solúvel em água e solúvel em etanol e éter Substância Álcool tercbutílico Ácido clorídrico Bicarbonato de sódio Cloreto de cálcio anidro Cloreto de terc-butila Em funil de separação de 250mL colocou-se 15.256 1.41 0.12 1.38468 25. e esta se localizava na camada inferior. pois a densidade da água é maior do que a do cloreto de terc-butila que está na fase orgânica e fica na fase superior. logo como o agente secante já tinha cloreto e este estava solubilizado na amostra ao se adicionar AgNO 3 não se confirmaria a presença de cloreto de terc-butila. o mais correto seria realizar uma destilação à vácuo e destilar a fração a 54°C. Uma solução para isso seria a de que ao invés de se usar CaCl 2 como agente secante se tivesse utilizado Na2SO4. Adiciona-se carbonato de sódio para que o restante de ácido clorídrico residual reaja com o Na2CO3. Segundo a literatura. porém devido a falta de disponibilidades técnicas nos laboratórios isto não pôde ser utilizado. adicionou-se 10mL de água destilada e depois adicionou-se um agente secante o CaCl2 até que não solubilizasse mais . A equação química que descreve esse teste de confirmação é descrita abaixo: O mecanismo dessa reação química é descrito abaixo: Porém a escolha deste agente secante não foi a melhor já que o cloreto de cálcio mostrouse um pouco solúvel em cloreto de terc-butila. . A reação do teste de confirmação do cloreto de terc-butila é com uma solução etanólica de nitrato de prata.Então à fase orgânica adicionou-se 20mL de uma solução aquosa de carbonato de sódio (Na2CO3). Fase aquosa: 2 HCl (aq) + Na2CO3 (aq) 2 NaCl (aq) + H2CO3 (aq) H2CO3 (aq) H2O (l) + CO2 (g) Fase orgânica: Cloreto de terc-butila Transferiu-se a fase orgânica para um erlenmeyer. Novamente despreza-se a fase aquosa que está na parte inferior do funil de separação. mas sim de cloreto dissolvido devido ao agente secante. Agitou-se o funil de separação controlando a pressão interna. Como não foi possível isolar o cloreto de terc-butila o rendimento não pôde ser calculado nem a pureza analisada através de espectroscopia no infravermelho (IV).B – Espectro do álcool terc-butílico Figura IV. Banda de deformação axial de C e Cl em 1370 cm-1. um sobre o álcool terc-butílico e o outro sobre o cloreto de terc-butila.C – Espectro do cloreto de terc-butila Se tivéssemos realizado a análise de IV. Abaixo segue-se dois espectros retirados da literatura. . veríamos três bandas características no espectro do cloreto de terc-butila: 1. Figura IV. ... R. 4ª Edição.A.. New Jersey.. MORRIL.A. THE MERCK INDEX OF CHEMICAL AND DRUGS.A. LTC Livros Técnicos e Científicos Editora S. por volta de 3450 cm-1. Rio de Janeiro. PIRES. Banda de deformação axial de C e Cl em moléculas alifáticas em 806 cm-1. C. A.. . “Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos”. B. 2. 1994. BASSLER. Págs. X. Rahway. "Química Orgânica". A. Págs. DE SOUZA.: 85 a 119. "Química Orgânica Volume 2: Análise Orgânica Qualitativa". 1988. D.. 3.. W.. Editora Guanabara S. Págs. Rio de Janeiro. “Química Orgânica Volume 1”. Págs. G. Merck and Co.. G. VOGEL. porém por falhas técnicas não se conseguiu isola-lo nem identifica-lo através do teste de confirmação com nitrato de prata. que está presente no espectro do álcool terc-butílico que é característica das deformações axiais das hidroxilas. Banda de deformação angular de C e Cl em 1150 cm-1. N. Ao Livro Técnico S..2. V – Conclusão A síntese do cloreto de terc-butila foi realizada com êxito. 2005. I. Rio de Janeiro.. 1990. FRYHLE. Inc. 5. 4.: 636 e 637.: 625 a 631. C. SOLOMONS.. B. Editora Guanabara Koogan S. M. T. 8ª Edição.. E para completar no espectro do cloreto de terc-butila não haveria uma banda intensa. C. Rio de Janeiro. SOARES.. VI – Bibliografia 1. 3. T.:108 a 110. A. SILVERSTEIN.